淺談控制理論和控制工程的應用前景及趨勢

汪志軍

摘 要：在現代科學技術取得飛速發展的同時，控制理論與控制工程的應用也逐漸廣泛，現階段已經被應用于多個領域中，包括生物技術、現代信息技術、交通運輸業、農業、工業等領域。控制理論在很大程度上推動了現代工業的發展，例如調試系統穩定性設計就應用了該理論，隨著信息技術的發展，控制理論內容也變得更加豐富，很多學者對該理論也進行了更加深入的研究，促使控制系統分析方法變得更加全面，更具備科學性。

關鍵詞：控制理論；控制工程；應用前景

在現代化社會的發展背景下，科學技術取得了突飛猛進的發展，并且在很大程度上推動了我國國民經濟的發展。所謂經濟基礎決定上層建筑，經濟發展為科技發展提供了非常有利的條件，控制理論與控制工程在科技發展中也有著重要作用。本文主要分析控制理論和控制工程的應用前景與發展趨勢，使人們增強對控制理論與控制工程的了解。

一、控制理論與控制工程的發展分析

（一）第一階段

在20世紀40-60年代，古典控制理論取得了非常廣泛的應用，這是控制理論得以發展的第一階段。在應用經典控制理論時，人們已經意識到控制理論的優勢，它能夠解決單輸出、單輸入問題，應用價值較高。經典控制理論以頻率特性、傳遞函數特性為基礎，能夠在反饋控制系統中控制器設計、分析問題中被應用，主要研究內容為線性定長系統，除此之外，在非線性系統中也取得了一定研究成果，對采樣系統、非線性系統的發展具有促進作用[1]。

（二）第二階段

在20世紀60-70年代，空間技術應運而生，進入這一階段后，控制工程理論已經與計算機技術融合，在很大程度上推動了控制理論與控制工程中。例如在阿波羅號登月中就應用了控制理論，在控制工程應用中，控制理論發揮了重要作用。另外，第二階段的控制理論基礎研究內容為狀態變量，其中包含了數理分析方法與計算機技術，另外，還包含非線性、多輸出、多輸入等系統結構，大大提升了控制模式性能。

（三）第三階段

在20世紀70年代至今，控制理論與控制工程在內容、結構上均有了很大改變，完善程度越來越高。奧斯特隆姆（瑞典學者）在自適應控制理論方面獲取了非常大的進步與發展，這在很大程度上促進了控制理論與控制工程的發展。智能相關控制理論以計算機為基礎，促使控制理論發展空間得以拓展，提高了信息處理、信息傳遞、信息控制效率，促使現代化社會運行效率明顯提升，為控制工程與控制理論的發展創造了更大的空間，有利于取得突破性進展。

二、控制理論和控制工程的應用前景與發展趨勢

目前，控制理論與控制工程的應用比較廣泛，其研究內容主要體現為三點，分別為最優估計與系統辨識相關理論、多變量線性理論、最優控制理論。控制理論與控制工程應用的最優化目標為系統性能，確保在約束、受限制的條件下，制定出最佳系統控制方案，在性能參數極值范圍內控制系統。控制理論與控制工程研究包含兩種方法，分別為Kalman濾波器與PDI控制器，為了使控制理論和控制工程應用的穩定性提升，一般在系統證實、分析過程中，會應用到線性模型。非線性系統相關工作所應用到的策略為Kalman濾波器與PDI控制器，在應用控制工程和控制理論時，這兩種策略能夠在系統解析工作中發揮重要作用[4]。

在控制理論和控制工程應用時，需綜合考慮到多方面的內容，例如該理論在電力自動化系統、水槽內部水位控制系統中的應用，通過實現系統自動化，有利于促使工程運行效率大大提升，使人工投入減少。現階段，已經有很多學者對控制理論和控制工程進行了研究，通過研究了解到，在控制理論和控制工程應用中，不僅要從結構層面、性質層面給予深入分析，而且要監控系統運行的具體情況。

在應用控制理論和控制工程時，必須要合理利用控制工程與控制理念反饋概念，促使系統性能充分發揮作用，實現系統應用實踐與控制理論的融合、對接，有利于確保控制系統技術生產企業的經濟效益，提高生產效率，推動這類企業的進步與發展。就控制工程和控制理論的應用而言，還需引入先進的計算機技術，為系統運行、企業發展提供有利條件。

三、結束語

現階段，控制工程和控制理論的應用已經變得越來越廣泛，隨著未來科學技術的不斷進步與發展，控制工程和控制理論還將與通信技術、計算機技術相結合，為控制工程和控制理論的發展提供更有利的條件，拓展該理論的發展空間。本文首先分析了控制理論與控制工程的發展階段，然后對該理論的應用前景與發展趨勢，通過研究了解到，將控制理論和控制工程兩者相結合，有利于推動現代工業化與科學技術的進步與發展。

參考文獻：

[1]孫崢.控制理論與控制工程的發展與應用[J].無線互聯科技，2013，（09）：64.

[2]牟銘，李懋蕊.控制理論與控制工程的發展與應用探討[J].山東工業技術，2015，（10）：215.

[3]馬彥，洪偉，陳虹.控制理論與控制工程專業研究生課程體系與教學改革研究[A].Hubei University of Technology， China.Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training（Volume 7）[C].Hubei University of Technology， China：，2010（4）.

[4]李冰玉.探析控制工程理論及工程應用[J].橡塑技術與裝備，2015，（24）：126-127.